發(fā)布時間:2021-10-08
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,,設(shè)備集成度越來越高,系統(tǒng)內(nèi)部的電磁兼容性也相應(yīng)升級,為了解決電磁波輻射泄漏和干擾問題,,一般會采用電磁屏蔽材料進(jìn)行屏蔽,。5G基站核心技術(shù)的升級和基站數(shù)量的增加,,導(dǎo)致電磁屏蔽材料的需求大幅增加,。目前廣泛使用的電磁屏蔽器件包括導(dǎo)電塑料器件,、導(dǎo)電硅膠、金屬屏蔽器件,、導(dǎo)電布襯墊,、吸波器件等。
一,、電磁屏蔽原理
電磁屏蔽的原理是反射和吸收來自干擾源的電磁波,,一般來講,材料反射和引導(dǎo)電磁能流,,內(nèi)部產(chǎn)生與源電磁場相反的電流和磁極化場,從而削弱源電磁場的輻射效應(yīng),,這與屏蔽結(jié)構(gòu)表面和屏蔽體內(nèi)部感應(yīng)出的電荷,、電流和極化現(xiàn)象密切相關(guān)。
一般用作電磁屏蔽的材料都有一定的導(dǎo)電性,,我們印象中一般都是用塑料作為絕緣材料,,那么導(dǎo)電塑料如何應(yīng)用于電磁屏蔽呢?讓我們先簡單了解一下,。
二,、導(dǎo)電塑料介紹
事實(shí)上,如果對塑料進(jìn)行一定程度的加工,,例如將塑料基體與導(dǎo)電填料形成具有海島結(jié)構(gòu)的復(fù)合體系,,可以借助量子力學(xué)隧道效應(yīng)使電子具有粒子間躍遷的能力,提高塑料的導(dǎo)電性,,從而成為“半導(dǎo)體”導(dǎo)電塑料,。
一般來講,材料對電流的電阻以表面電阻率為特征,。表面電阻率越小,電導(dǎo)率越強(qiáng),。根據(jù)材料表面電阻率的不同,塑料可分為:
1,、絕緣材料:10^12 ~ 10^15 ohm/sq
2,、抗靜電材料:10^10 ~ 10^12 ohm/sq
3,、靜電耗散材料:10^6 ~ 10^12 ohm/sq
4,、導(dǎo)電材料:≤10^5 ohm/sq
5,、電磁屏蔽材料:10^1 ~ 10^3 ohm/sq
其中,,表面電阻小于≤10^5 ohm/sq為導(dǎo)電級塑料,而表面電阻在10^1 ~ 10^3 ohm/s之間的導(dǎo)電塑料一般可用作電磁屏蔽材料,。它具有較高的電導(dǎo)率,對電磁波有一定的吸收損耗,,能減弱電磁場的輻射效應(yīng),,是電磁屏蔽材料的重要選擇,。
三,、導(dǎo)電塑料的分類
導(dǎo)電塑料分為兩類,,其中物理方法制成的導(dǎo)電塑料稱為復(fù)合型導(dǎo)電塑料,化學(xué)方法制成的導(dǎo)電塑料稱為本征型(也稱為結(jié)構(gòu))導(dǎo)電塑料,。
1、本征型導(dǎo)電塑料
是指聚合物本身或經(jīng)過化學(xué)改性后具有導(dǎo)電性的塑料,,可以發(fā)揮其自身化學(xué)結(jié)構(gòu)的作用使其本質(zhì)上具有導(dǎo)電性,,進(jìn)而通過化學(xué)方法摻雜增加其導(dǎo)電性,。
2,、復(fù)合型導(dǎo)電塑料
指經(jīng)過物理改性后具有導(dǎo)電性的塑料,一般由炭黑,、碳纖維、石墨,、金屬粉末,、金屬纖維等導(dǎo)電物質(zhì)混入樹脂中制成,。目前,90%的導(dǎo)電塑料是復(fù)合型材料,,應(yīng)用廣泛。
選擇不同的塑料基板,,以及結(jié)合不同比例的導(dǎo)電物質(zhì),,都會帶來不同的電磁屏蔽性能,。導(dǎo)電塑料作為屏蔽材料可以根據(jù)產(chǎn)品的厚度調(diào)節(jié)屏蔽效能,其屏蔽效能在30~90dB之間,。
四、導(dǎo)電塑料生產(chǎn)技術(shù)
將PC/ABS,、 PC,、ABS、PA,、PPE等樹脂與鍍鎳碳纖維、不銹鋼纖維等導(dǎo)電物質(zhì)相結(jié)合,,通過塑料和填料混合,,經(jīng)過塑料加工工藝,,在一定程度上提高了導(dǎo)電性能,實(shí)現(xiàn)了從絕緣體到半導(dǎo)體再到導(dǎo)體的巨大變化,,從而使其具有EMI屏蔽功能和接地功能,。
導(dǎo)電塑料采用注塑工藝,,一次成型,,無需機(jī)加工、電鍍,、噴漆、鍍膜等復(fù)雜的二次工藝,,有利于大大減小加工成本,通過注塑成型可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),。導(dǎo)電塑料的密度(1.2~1.4g/cm3)是常用金屬的四分之一,,即使與鋁相比也只有鋁的一半,,可加工成1.0毫米左右的薄壁結(jié)構(gòu),重量減輕75%,。
五,、導(dǎo)電塑料部分應(yīng)用介紹
導(dǎo)電塑料具有良好的電磁屏蔽性能,,具有密度低,、韌性好、成本低,、易加工、屏蔽性能可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn),,它是金屬屏蔽材料的潛在替代品,。導(dǎo)電塑料主要用于集成電路,、汽車電子,、電氣等領(lǐng)域的EMI屏蔽外殼,以及中,、高壓電纜中使用的半導(dǎo)體屏蔽材料,能保持塑料的固有特性的同時,,具有類似金屬導(dǎo)電性的特性。
1,、通信基站的懸掛結(jié)構(gòu)件
導(dǎo)電塑料的密度(1.2~1.4g/cm3)是普通金屬的四分之一,,即使與鋁相比也只有鋼的一半,。導(dǎo)電塑膠因其密度低,,在通信基站發(fā)射塔上懸掛結(jié)構(gòu)中具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢,,此外,,它也是金屬壓鑄外殼良好的替代品。
2,、電源蓋板
目前通信設(shè)備上電源系統(tǒng)的電源蓋板主要采用鋁壓鑄,,但鋁壓鑄件存在的主要問題是:質(zhì)量重,、成本偏高,,不易加工,屏蔽效能不可調(diào)等,。用導(dǎo)電塑料代替金屬材料可以避免這些問題,,滿足更高的市場需求。
3,、屏蔽腔
目前通信設(shè)備中的屏蔽腔體大多采用鋁合金壓鑄件,,但壓鑄件密度大,,易腐蝕,成型性差,,且電鍍普通塑料,長期使用過程鍍層容易脫落,,使產(chǎn)品功能失效,;采用導(dǎo)電塑料一體化方案,組裝方便,,產(chǎn)品可靠性好,屏蔽性能能滿足要求,,成本也減小,。
導(dǎo)電塑料在EMI中的應(yīng)用還包括通信假面板,、連接器(光纖護(hù)套,、電源護(hù)套等)電腦顯示器后殼、導(dǎo)光盒,,以及軍用物資等,。